DE102024000933A1 - Procedure for validating a corrosion forecast - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung einer Korrosionsprognose an einem lackierten Bauteil (1). Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) durch Fotogrammmetrie erfasst wird, woraus ein Abbild in Form einer texturierten Punktewolke (10) resultiert, wonach eine Auswertung der in der Textur enthaltenen Farbwertinformationen nach Farbwerten erfolgt, um auf die tatsächlich aufgetretene Korrosion des Bauteils (1) zu schließen, und wonach die so erfasste tatsächliche Korrosion mit der Korrosionsprognose verglichen wird.The invention relates to a method for validating a corrosion prognosis on a painted component (1). The method according to the invention is characterized in that the component (1) is recorded by photogrammetry, resulting in an image in the form of a textured point cloud (10), after which the color value information contained in the texture is evaluated according to color values in order to conclude the corrosion that has actually occurred on the component (1), and after which the actual corrosion recorded in this way is compared with the corrosion prognosis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung einer Korrosionsprognose an einem Bauteil, insbesondere an einem Fahrzeugbauteil.The invention relates to a method for validating a corrosion prognosis on a component, in particular on a vehicle component.

In der Praxis ist es mittlerweile üblich über Simulationen, beispielsweise FEM-Simulationen, die Korrosion im Kontext zu Fahrzeugbauteilen zeitabhängig zu prognostizieren. Eine solche Korrosionsprognose auf der Basis einer Simulation ist beispielsweise aus der DE 10 2012 002 946 A1 bekannt.In practice, it is now common practice to use simulations, such as FEM simulations, to predict corrosion in the context of vehicle components over time. Such a corrosion forecast based on a simulation is, for example, known from the EN 10 2012 002 946 A1 known.

Bisher ist es nun üblich zur Validierung der über die Simulation erzielten Prognosen einzelne Bereiche eines exemplarischen realen Bauteils aus diesem Bauteil herauszutrennen und beispielsweise mittels eines Flachbettscanners optisch zu erfassen. Mittels einer Bilderauswertung lässt sich beispielsweise die Korrosionsweite bestimmen, also derjenige Bereich, welcher von einer Kante des Bauteils aus in Richtung der Bauteilmitte hin die Korrosion aufgetreten ist bzw. der Lack delaminiert ist. Anhand dieser ermittelten Ergebnisse lässt sich dann die Qualität der Prognose evaluieren.To date, it has been common practice to separate individual areas of an exemplary real component from this component and to capture them optically using a flatbed scanner, for example, in order to validate the forecasts achieved through simulation. Using image analysis, for example, the extent of corrosion can be determined, i.e. the area in which corrosion has occurred or the paint has delaminated from an edge of the component towards the center of the component. The quality of the forecast can then be evaluated using these results.

In der Praxis hat dieses Verfahren jedoch gravierende Nachteile. Es funktioniert immer nur dann, wenn an einem entsprechenden Bauteil relevante Abschnitte dieses Bauteils herausgetrennt werden können und wenn diese Abschnitte eben sind, da beispielsweise über einen Flachbettscanner oder auch eine über eine Messkamera aufgenommenes Bild lediglich eine zweidimensionale Abbildung entsteht, sodass auch lediglich auf einer weitgehend ebenen Fläche die Korrosionsweite zuverlässig bestimmt werden kann.In practice, however, this method has serious disadvantages. It only works if relevant sections of a component can be cut out and if these sections are flat, since a flatbed scanner or an image taken with a measuring camera, for example, only produces a two-dimensional image, so that the extent of corrosion can only be reliably determined on a largely flat surface.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin ein verbessertes Verfahren zur Validierung einer Korrosionsprognose anzugeben, welches insbesondere auch für komplexe dreidimensionale Bauteile geeignet ist.The object of the present invention is to provide an improved method for validating a corrosion prognosis, which is particularly suitable for complex three-dimensional components.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bauteil über Fotogrammmetrie erfasst. Unter der Fotogrammmetrie versteht man dabei berührungslose Messmethoden und Auswerteverfahren, um aus einzelnen Fotografien eines Objekts durch Bildmessung seine Lage und Form indirekt zu bestimmen sowie durch Bildinterpretation dessen Inhalt zu beschreiben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch diese Fotogrammmetrie also das gesamte zu untersuchende Bauteil erfasst, woraus dann ein Abbild in Form einer texturierten dreidimensionalen Punktewolke berechnet wird. Diese texturierte Punktewolke enthält dabei Oberflächeninformationen in Form der Textur und die Informationen über die Geometrie des Bauteils als dreidimensionale Geometrie. Auf Basis dieser texturierten Punktewolke wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dann eine Auswertung der in der Textur enthaltenen Farbwertinformationen nach Farbwerten durchgeführt. Anhand der Farbwerte lässt sich auf die Korrosion des Bauteils schließen. Danach lässt sich die auf diese Art erfasste Korrosion mit der Korrosionsprognose vergleichen.In the method according to the invention, the component is recorded using photogrammetry. Photogrammetry refers to contactless measurement methods and evaluation processes for indirectly determining the position and shape of an object from individual photographs by means of image measurement and describing its content by means of image interpretation. In the method according to the invention, this photogrammetry records the entire component to be examined, from which an image is then calculated in the form of a textured three-dimensional point cloud. This textured point cloud contains surface information in the form of the texture and information about the geometry of the component as a three-dimensional geometry. On the basis of this textured point cloud, the method according to the invention then evaluates the color value information contained in the texture according to color values. The color values can be used to determine whether the component is corroded. The corrosion recorded in this way can then be compared with the corrosion forecast.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es also über die Fotogrammmetrie relativ einfach die gesamte Oberfläche des dreidimensionalen Bauteils einschließlich ihrer Textur zu erfassen, um so die aufgetretene Korrosion vermessen und mit der Korrosionsprognose vergleichen zu können. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung ist es dabei vorgesehen, dass aus dem Vergleich eine Vorhersagegüte der Korrosionsprognose abgeleitet wird.The method according to the invention therefore makes it relatively easy to capture the entire surface of the three-dimensional component, including its texture, using photogrammetry in order to measure the corrosion that has occurred and compare it with the corrosion forecast. According to a very advantageous development, it is provided that a prediction quality of the corrosion forecast is derived from the comparison.

Für die Fotogrammmetrie des Bauteils wird dieses aus unterschiedlichen Winkeln und Positionen fotografiert, wobei aus den erfassten Bildern eine dreidimensionale Geometrie mit einer Textur aus Farbwerten auf der Oberfläche zusammengesetzt wird. Diese kann dann insbesondere über die Farben hinsichtlich einer aufgetretenen Korrosion bewertet werden.For the photogrammetry of the component, it is photographed from different angles and positions, whereby a three-dimensional geometry with a texture of color values on the surface is put together from the captured images. This can then be evaluated, particularly based on the colors, with regard to any corrosion that has occurred.

Die hier primär im Fokus des Verfahrens liegende Korrosion ist dabei eine von den Kanten des Bauteils ausgehende Korrosion, welche sich auch als Delaminierung des aufgetragenen Lacks äußert. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich diese Korrosion in Form einer Korrosionsweite als Entfernung der am weitesten von der Kante aus gesehen in dem Bauteil liegenden delaminierten Bereiche erfassen. Diese Art der Korrosion ist insbesondere bei Bauteilen, welche in Fahrzeugen eingesetzt werden, besonders kritisch, sodass ihrer Prognose ein relativ hoher Stellenwert zugerechnet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun in der Lage vorzugsweise genau solche Korrosionsprognosen zu validieren.The corrosion that is primarily the focus of the method here is corrosion that starts at the edges of the component, which also manifests itself as delamination of the applied paint. According to a very advantageous development of the method according to the invention, this corrosion can be recorded in the form of a corrosion width as the distance of the delaminated areas in the component that are furthest from the edge. This type of corrosion is particularly critical for components that are used in vehicles, so its prognosis is given a relatively high priority. The method according to the invention is now able to validate precisely such corrosion prognosis.

Dabei kann die Erfassung der Korrosion auf einer Auswertung von Farbwerten basieren, in dem anhand der in der Textur enthaltenen Farbinformationen auf die Korrosionsweite an dem Bauteil geschlossen wird. Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung kann mittels eines Auswertealgorithmus und einer Klassifizierung von Bauteilkanten anhand ihrer räumlichen Lage sowohl die Korrosionsweite an jeder Stelle des Bauteils als auch eine durchschnittliche Korrosionsweite der jeweiligen Klasse der betroffenen Kante bestimmt werden. Dies hilft einerseits die Simulation der Korrosion zu verbessern und kann andererseits genutzt werden, um die Kanten beispielsweise bezüglich ihrer orthogonalen und tangentialen Winkel so anzupassen, dass die auftretende Korrosion reduziert werden kann.The detection of corrosion can be based on an evaluation of color values, in which the extent of corrosion on the component is determined based on the color information contained in the texture. According to another very advantageous embodiment, an evaluation algorithm and a classification of component edges based on their spatial position can be used to determine both the extent of corrosion at each point on the component and an average extent of corrosion for the respective class of the affected edge. This helps on the one hand to simulate the corrosion rosion and can also be used to adjust the edges, for example with regard to their orthogonal and tangential angles, so that the corrosion that occurs can be reduced.

Die Korrosion kann dabei insbesondere an dem lackierten Bauteil überprüft werden, wenn das Bauteil mittels einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) lackiert worden ist. Vorzugsweise wird dann die Delaminierung der Lackierung von der jeweiligen Kante her in Form der oben bereits angesprochenen Korrosionsweite erfasst.The corrosion can be checked particularly on the painted component if the component has been painted using cathodic dip painting (CDP). Preferably, the delamination of the paint from the respective edge is then recorded in the form of the corrosion width already mentioned above.

Das Verfahren ist insbesondere im Fahrzeugbereich von Vorteil, ist jedoch prinzipiell nicht hierauf beschränkt. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung kann es jedoch vorgesehen sein, dass das Bauteil als Fahrzeugbauteil, insbesondere als Fahrzeugbauteil mit dreidimensionaler Geometrie, ausgebildet ist.The method is particularly advantageous in the vehicle sector, but is not limited to this in principle. According to a very advantageous development, however, it can be provided that the component is designed as a vehicle component, in particular as a vehicle component with three-dimensional geometry.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch anhand des Ausführungsbeispiels, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren exemplarisch dargestellt ist.Further advantageous embodiments and developments of the method according to the invention also emerge from the embodiment which is illustrated below by way of example with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 ein angedeutetes dreidimensionales Fahrzeugbauteil;
  • 2 eine texturierte Punktewolke, welche durch Fotogrammmetrie aus dem Bauteil gemäß 1 erzeugt worden ist; und
  • 3 ein vergrößerter Ausschnitt zur Darstellung der Kantenkorrosion.
Showing:
  • 1 an indicated three-dimensional vehicle component;
  • 2 a textured point cloud, which is created by photogrammetry from the component according to 1 has been generated; and
  • 3 an enlarged section showing the edge corrosion.

In der Darstellung der 1 ist schematisch angedeutet ein Bauteil 1 als Fahrzeugbauteil zu erkennen, welches über eine kathodische Tauchlackierung beschichtet sein soll. Für dieses Bauteil 1 kann nun über eine Korrosionsprognose mittels einer Simulation aufgezeigt werden, in welchen Bereichen über die Lebensdauer des Bauteils 1 eine Korrosion zu erwarten ist, und wie weit sie typischerweise von den Kanten des Bauteils ausgehend in die Fläche des Bauteils 1 hineinlaufen wird. Um derartige Simulationen zu überprüfen, wird nun ein entsprechendes Bauteil 1 mit einer kathodischen Tauchlackierung versehen und nach einer gewissen Zeitspanne in den für die Korrosion relevanten Umgebungsbedingungen belassen. Dann wird mittels Fotogrammmetrie die dreidimensionale Geometrie des Bauteils erfasst. Dafür werden typischerweise mehrere Bilder mit speziellen Messkameras aufgenommen, und zwar aus verschiedenen Winkeln undloder Positionen, um dann im Ergebnis eine exakte dreidimensionale geometrische Rekonstruktion des aufgenommen Objekts zu erhalten. Die einzelnen Fotografien werden also zu der dreidimensionalen Geometrie des Bauteils 1 zusammengesetzt und erhalten eine Textur aus Farbwerten auf seiner Oberfläche. Das Ergebnis ist eine texturierte Punktewolke 10 des Bauteils 1, welche in der Darstellung der 2 zu erkennen ist. Vor allem in den Kantenbereichen sind dabei farbliche Unregelmäßigkeiten in der Textur der Oberfläche der Punktewolke 10 zu erkennen. Eine solche texturierte Punktewolke 10 besteht also aus einem Datensatz, welcher für jeden einzelnen Raumwert, beispielsweise in einem x/y/z-Koordinatensystem einen Farbwert aufweist.In the presentation of the 1 A component 1 is schematically indicated as a vehicle component which is to be coated using a cathodic dip coating. For this component 1, a corrosion forecast can now be used to show in which areas corrosion is to be expected over the service life of the component 1 and how far it will typically extend from the edges of the component into the surface of the component 1. In order to check such simulations, a corresponding component 1 is now provided with a cathodic dip coating and, after a certain period of time, left in the environmental conditions relevant to corrosion. The three-dimensional geometry of the component is then recorded using photogrammetry. For this purpose, several images are typically taken with special measuring cameras, from different angles and/or positions, in order to then obtain an exact three-dimensional geometric reconstruction of the recorded object. The individual photographs are thus put together to form the three-dimensional geometry of the component 1 and receive a texture of color values on its surface. The result is a textured point cloud 10 of the component 1, which is shown in the representation of the 2 can be seen. Color irregularities in the texture of the surface of the point cloud 10 can be seen, especially in the edge areas. Such a textured point cloud 10 therefore consists of a data set which has a color value for each individual spatial value, for example in an x/y/z coordinate system.

Über eine Auswertung der Farbwerte ist es nun möglich anhand der in der Textur enthaltenen Farbwertinformationen auf die Korrosion, und hier insbesondere auf die nachfolgend noch erläuterte Korrosionsweite k am Bauteil 1 zu schließen. In der Darstellung der 3 ist in einer zweidimensionalen Darstellung der in der texturierten Punktewolke 10 mit 20 und am Bauteil 1 mit 2 bezeichnete Kantenbereich vergrößert dargestellt.By evaluating the color values, it is now possible to use the color value information contained in the texture to draw conclusions about the corrosion, and in particular about the corrosion width k on component 1, which will be explained below. In the representation of the 3 In a two-dimensional representation, the edge area designated 20 in the textured point cloud 10 and 2 on component 1 is shown enlarged.

Mittels eines Auswertealgorithmus und einer Klassifizierung der einzelnen Kanten 2, 20 anhand ihrer geometrischen Besonderheiten und der Kenntnis über die räumliche Lage dieser Kanten 2, 20 lässt sich nun sowohl die Korrosionsweite k an jeder Stelle des Bauteils als auch die durchschnittliche Korrosionsweite k an der jeweiligen Kantenklasse bestimmen. Die Besonderheit der einzelnen Kantenklassen liegt dabei darin, dass es zu jeder Kante 2, 20 einen orthogonalen und einen tangentialen Winkel gibt. Je flacher diese Winkel sind, desto höher ist die Korrosionswahrscheinlichkeit dieser Kante 2, 20 bzw. dieser Kantenklasse.Using an evaluation algorithm and a classification of the individual edges 2, 20 based on their geometric characteristics and knowledge of the spatial position of these edges 2, 20, both the corrosion width k at each point on the component and the average corrosion width k at the respective edge class can be determined. The special feature of the individual edge classes is that there is an orthogonal and a tangential angle for each edge 2, 20. The flatter these angles are, the higher the probability of corrosion for this edge 2, 20 or this edge class.

Ausgehend von der in der Darstellung der 3 mit 2, 20 bezeichneten Kante kann nun also ein Wert k für das Eindringen der korrosiven Bereiche in die Fläche des Bauteils 1 bzw. der das Bauteil repräsentierenden Punktewolke 10 ermittelt werden. Je weiter die Korrosion von der Kante 2, 20 aus in die Bauteilfläche vorgewandert ist, je weiter ist der über die kathodische Tauchlackierung aufgetragene Lack also von der Oberfläche des Bauteils 1 delaminiert.Based on the presentation of the 3 A value k for the penetration of the corrosive areas into the surface of the component 1 or the point cloud 10 representing the component can now be determined from the edge designated 2, 20. The further the corrosion has migrated from the edge 2, 20 into the component surface, the further the paint applied via the cathodic dip painting has delaminated from the surface of the component 1.

Über das erfindungsgemäße Verfahren ist man nun in der Lage die tatsächlich aufgetretene Korrosion, beispielsweise gemäß der Darstellung in 3, mit der simulierten Korrosionsprognose beispielsweise anhand einer FEM-Simulation, wie es durch den eingangs genannten Stand der Technik erläutert worden ist, zu vergleichen. Über das Verfahren kann also letztlich die Vorhersagegüte der Korrosionsprognose bestimmt werden, um so die Simulation dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Qualität und Güte der Vorhersage immer weiter gesteigert wird.Using the method according to the invention, it is now possible to determine the corrosion that has actually occurred, for example as shown in 3 , with the simulated corrosion forecast, for example using a FEM simulation, as explained in the state of the art mentioned above. The method can therefore ultimately be used to determine the prediction quality of the corrosion forecast in order to further develop the simulation so that the quality and accuracy of the forecast is continually improved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012002946 A1 [0002]DE 102012002946 A1 [0002]

Claims (9)

Verfahren zur Validierung einer Korrosionsprognose an einem lackierten Bauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) durch Fotogrammmetrie erfasst wird, woraus ein Abbild in Form einer texturierten Punktewolke (10) resultiert, wonach eine Auswertung der in der Textur enthaltenen Farbwertinformationen nach Farbwerten erfolgt, um auf die tatsächlich aufgetretene Korrosion des Bauteils (1) zu schließen, und wonach die so erfasste tatsächliche Korrosion mit der Korrosionsprognose verglichen wird.Method for validating a corrosion prognosis on a painted component (1), characterized in that the component (1) is recorded by photogrammetry, resulting in an image in the form of a textured point cloud (10), after which an evaluation of the color value information contained in the texture is carried out according to color values in order to conclude on the corrosion of the component (1) that has actually occurred, and after which the actual corrosion recorded in this way is compared with the corrosion prognosis. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Vergleich eine Vorhersagegüte der Korrosionsprognose abgeleitet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a prediction quality of the corrosion prognosis is derived from the comparison. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fotogrammmetrie Bilder des Bauteils (1) aus unterschiedlichen Winkeln und/oder Positionen fotografiert werden, wobei aus den fotografierten Bildern eine dreidimensionale Geometrie mit einer Textur aus Farbwertinformationen auf der Oberfläche zusammengesetzt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that in photogrammetry, images of the component (1) are photographed from different angles and/or positions, wherein a three-dimensional geometry with a texture of color value information on the surface is composed from the photographed images. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, dass als Korrosion eine Delamination der lackierten Oberfläche von einer Kante (2, 20) aus betrachtet wird.Method according to one of the Claims 1 , 2 or 3 . characterized in that corrosion is considered to be a delamination of the painted surface from an edge (2, 20). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosion in Form einer Korrosionsweite (k) als Entfernung des am weitesten von der Kante (2, 20) aus gesehen in der Fläche des Bauteils (1) liegenden delaminierten Bereich erfasst wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the corrosion is detected in the form of a corrosion width (k) as the distance of the delaminated region lying furthest from the edge (2, 20) in the surface of the component (1). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Farbwerte erfolgt, indem anhand der in der Textur enthaltenen Farbwertinformationen auf die Korrosionsweite (k) an dem Bauteil (1) geschlossen wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the evaluation of the color values is carried out by using the color value information contained in the texture to determine the corrosion extent (k) on the component (1). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Auswertealgorithmus und einer Klassifizierung der Kanten (2, 20) anhand ihrer räumlichen Lage sowohl die Korrosionsweite (k) an jeder Stelle des Bauteils (1) als auch eine durchschnittliche Korrosionsweite (k) an der jeweiligen Kantenklasse bestimmt wird.Procedure according to Claim 5 or 6 , characterized in that with the aid of an evaluation algorithm and a classification of the edges (2, 20) based on their spatial position, both the corrosion width (k) at each point of the component (1) and an average corrosion width (k) at the respective edge class are determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als lackiertes Bauteil (1) ein kathodisch tauchlackiertes Bauteil (1) verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that a cathodically dip-painted component (1) is used as the painted component (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteil (1) ein Fahrzeugbauteil verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that a vehicle component is used as component (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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